当越来越多年轻人愿意带着知识和热情走进田野,
农业的新质生产力,或许才有了最扎实的载体
文|孙晓燕
“等哪天不想上班了,就回村里找块地种菜去。”
“种地梦”正在成为很多当代人对理想生活的一种想象。最近因《后会友期》爆火的马天宇,因为在北京郊区打理着一片小菜园,被网友羡慕地称为在过“向往的生活”;而在社交平台上,很多分享种地生活的农村博主,也经常收获百万级点赞。
对于一刻不停在为工作、学业奔波的都市人来说,“种地”甚至成了一种安全感的来源。日常工作中,做一件事可能耗时很久,还不一定有结果;但在地里种下一颗种子,浇水、晒太阳,看它慢慢发芽、开花、结果,似乎是字面意义上的“一分耕耘一分收获”。
但进入实践环节,很多人别说真的在地里耕种了,甚至在阳台养几盆菜都要遭遇滑铁卢,不是被晒蔫了,就是被虫子咬坏了。“是我的土太邪门了吗,怎么种什么都不长!”
“失败两三次之后,真是身心俱疲,还是看别人种地吧。”
截自小红书
原本想靠种地疗愈生活的年轻人,最后憋了一肚子闷气。但这并没有减少年轻人对种地的热情,反而,那些真懂种地的人,成了他们新的榜样。从《种地吧》里顶着烈日下田的年轻人们,到《克拉克森的农场》中熟悉农机、农事的农夫小哥……
年轻人渐渐发现,原来把地种明白,真是门硬本事。而最近,又出现一个每个人都“身怀绝技”的“种地天团”。
这个“天团”里,有擅长算法和环境控制的农业工程博士,选育过多个国产草莓品种的育种研究员,还有琢磨无人农场多年的技术老兵……
有人从实验室来,有人一直扎根农业生产,却要接受同一场考试,四支队伍各自“钻”进一座只有50平方米的植物工厂,用170天,把国产草莓从幼苗种到结果。
这是一场农业与科技的极限挑战,也是一场关于如何重新认识农业的实践。最终,那些原本相信技术能够解决大部分种植问题的年轻人发现,一颗小小的草莓,比他们想象中更难伺候。
01
“地狱级”难度
逼出极限解法
8月的上海奉贤,室外38摄氏度。推开植物工厂的门,冷气扑面而来,灯带发出粉紫色的光,架子上的草莓还处于开花的阶段。
这时,有几只熊蜂集体闹起“罢工”,有的不肯出巢,有的啃花,甚至攻击工作人员。
这群熊蜂是莓立方团队被“请”来授粉的“专家”。作为理工科出身、以高校师生为核心的团队,莓立方的队员们第一反应是查参数,查了一圈,温度、湿度全在设定范围内。
一群工程师围着蜂箱研究了半天,最后发现问题不在蜂,在人。蜂箱被安置在了气流和噪音的交汇处,空调出风口正对着它,架子挪动时的金属摩擦声也在旁边。熊蜂对震动和气流极其敏感,环境一刺激,整箱蜂就应激了。
于是,团队把蜂箱挪到远离出风口的角落,调低附近的风机转速,再给它们几天时间适应。慢慢地,有蜂出巢了,落在花上,授粉才慢慢恢复。
这是170天里最典型的一次“事故”,让莓立方这样的“技术党”师生团队明白,在植物工厂里,参数并不是解决农业问题的万能钥匙。
他们参加的是第五届“多多农研科技大赛”,又被很多围观赛事的网友戏称为《极限挑战》续集。
比赛中,不仅有像熊蜂事件这样书本上没教过的实践难题,还有各种让人头大的难关。
据参赛选手介绍,这次比赛要求选手们通过远程管控、系统自主运行的模式种植国产草莓,从而达到技术方案减少对专业技术人员的依赖,降低方案落地门槛的目的。
换言之就是让大家集体“云种地”,参赛队员不能随意进入工厂,日常农事操作全靠现场工作人员执行,队员只能通过监控和数据远程判断、下达指令。
莓立方团队成员吕兆晨自述,他常常在半夜12点多还在看植物工厂的远程监控。草莓刚长叶子时,隔两三天看看就行;进入开花结果阶段,监控变成了几乎每天都要打开的东西。
远程监控的种植模式让屏幕上看到的叶片、花朵和温湿度数据,要先变成机器语言,供模型对植株生长状态进行判断,再变成指令,最后才能落到光温水气肥的供给上。任何一个环节慢了、偏了,都可能影响接下来的收成。
于是,除了频繁盯监控外,莓立方团队在开赛前把空调、风机、除湿机分别接入控制系统,让设备根据温湿度变化提前作出调节,还专门培训了现场操作人员。
此外,本次比赛的种植主题——草莓,本身就带着天然的难度。
上一届比赛,选手们在人工光集装箱里种的是生菜,主要是长叶子,只需要管好营养生长;草莓的生长却复杂得多,不仅要长枝叶,还得经历花芽分化、开花、授粉、坐果、成熟等生殖生长的过程。
光是开花授粉,就已经让人操不少心。比赛评委、杭州市农业科学院草莓研究团队负责人余红举过一个例子,草莓植株授粉时,空气湿度最好控制在40%—50%左右,一旦湿度升到70%、80%,花粉活性就可能下降,影响正常坐果。偏偏在密闭的植物工厂里,草莓植株自身会不断蒸腾出水分,湿度也会随之变化。空调、除湿机、风机得相互配合。
为了让这些设备更聪明地协同工作,莓立方团队专门设计了一套环境预测控制方案:根据实时监测的数据,提前15分钟预测温湿度变化,再提前5分钟调整设备运行状态。
设备可以听指令,人员可以培训,季节却没那么容易被“复制”。
普通草莓通常在冬春上市,生长舒适区在20到25摄氏度,花芽分化还得靠17摄氏度以下的低温诱导。但比赛举办于盛夏,正是国产鲜草莓的供应断档期。
植物工厂能隔绝外界高温,但代价是高能耗,而据参赛团队介绍,为了探索草莓植物工厂方案商业化落地的可行性,这次比赛的经费有上限设定,能耗和经费使用情况是大赛考核的重要标准。
按赛事要求,产量、品质、成本和能耗是综合考核指标。其中,产量越高,才越有可能提升植物工厂的生产效率和商业化潜力。于是“产量”成了每个团队最关注的事情,所有选手为了在有限的空间里种足够多的植株,都使出了浑身解数。
拟生态团队作风颇为大胆,在种植模式上颇具“冒险”精神。
团队由浙江企业塔金麦牵头,既有深耕植物工厂研发多年的电子工程师何朝辉,也有选育过“越秀”等8个国产草莓品种的育种专家蒋桂华。一个擅长用设备和技术改造种植环境,一个对草莓的特性了如指掌。多年的经验积累,让他们有底气尝试一条更大胆的路线——让根系直接接触流动营养液的浅液流种植模式。
简单来说就是不用土、不用基质,让草莓根系直接接触流动的营养液。好处很直接,省水、省空间、好清洁,占地50平方米,植物工厂能塞下更多植株,在产量这一个考察维度里取得更好的成绩。
随着种植周期推进,问题接踵而至。由于草莓对高温敏感,每个团队都在工厂里安装了空调进行降温。然而相比于基质栽培,营养液的水温更容易受室温影响,降得更快,根系生长活力便容易受影响。
拟生态团队成员形容,草莓植株根像在“裸泳”。由于前期方案没有充分考虑给低温下的营养液加温,根系活力一路下滑,后面的果就膨不起来,影响最终产量。此外为了多结果,拟生态设计了192条种植槽、8层栽培结构,灯具功率跟着往上加,最后发现工厂的供电承受不了所有灯同时全开的负荷,对草莓长势也产生了不小的影响。
何朝辉后来复盘,这间占地50平方米的工厂真正适合的规模,“可能只有3000多株草莓”。原本为了产量而设计的高密度,最后反而成了限制产量的因素之一。在植物工厂里,尽管所有参数看起来都可以被计算,但最优解从来不是简单地把数字调到最大。
和拟生态的“大胆”形成对照,来自中国农业大学的硕博团队赛博农人更擅长算一笔精细账。
团队设计的植物工厂放置了7列6层的可移动栽培架,人工操作时可以通过机器控制天轨,收拢栽培架,空出农事操作空间;平时展开,把走道占用的空间尽可能还给植物。50平方米的占地,最终被拓展出126平方米的实际栽培面积,种下3146株草莓。
为了优化种植效率和运营成本,赛博农人不仅最大程度提升植物工厂空间利用率,还想方设法降低种植能耗。团队通过空调冷凝回收草莓蒸腾出的水汽,将其重新用于种植灌溉。据他们介绍,最终种植的165Source:http://weixin.sogou.com/weixin?type=2&query=Vista%E7%9C%8B%E5%A4%A9%E4%B8%8B+%E6%8B%BC%E5%A4%9A%E5%A4%9A%E5%8A%9E%E7%9A%84%E2%80%9C%E5%AD%A6%E9%9C%B8%E7%89%88%E2%80%9D%E7%A7%8D%E5%9C%B0%E5%A4%A7%E8%B5%9B%EF%BC%8C%E6%8D%A7%E5%87%BA%E5%A6%82%E4%BB%8A%E6%9C%80%E8%AF%A5%E7%81%AB%E7%9A%84%E5%86%9C%E5%88%9B%E7%8B%A0%E4%BA%BA
